APP下载

左金丸抗幽门螺杆菌感染的分子网络调控机制研究

2020-05-16陈新怡曾梅艳宋厚盼陈小娟林也蔡雄喻嵘彭清华

中国中医药信息杂志 2020年5期
关键词:金丸吴茱萸黄连

陈新怡,曾梅艳,宋厚盼,陈小娟,林也,蔡雄,喻嵘,彭清华

左金丸抗幽门螺杆菌感染的分子网络调控机制研究

陈新怡1,2,曾梅艳2,宋厚盼1,2,陈小娟1,2,林也1,2,蔡雄1,喻嵘2,彭清华1

1.湖南中医药大学中医诊断学湖南省重点实验室,湖南 长沙 410208;2.湖南中医药大学中医学院,湖南 长沙 410208

基于网络药理学和生物信息学方法探究左金丸抗幽门螺杆菌(Hp)感染的分子网络调控机制。通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)检索左金丸化学成分,筛选并预测其入血活性成分和作用靶点,检索疾病数据库中与Hp感染相关的作用靶点,构建左金丸成分靶点与疾病靶点的交互网络,获得左金丸抗Hp的特征性基因;通过DAVID6.8数据库对上述特征性基因进行GO功能富集和KEGG通路富集分析;利用Cytohubba筛选出左金丸抗Hp感染的关键靶点。通过TCMSP筛选、预测得到左金丸32个入血活性成分和197个作用靶点。GO分析共得到199条富集结果,其中生物过程包含炎症反应、RNA信号转录、信号传导等152条,细胞组分包含细胞核、细胞外基质、蛋白复合物等19条,分子功能包含细胞因子活性、DNA结合、ATP结合等28条。KEGG分析结果显示,Jak-STAT信号通路、T细胞受体信号通路、细胞周期信号通路、Wnt信号通路等65条通路与左金丸抗Hp感染密切相关。经Cytohubba筛选得到CXCL8、IL10、IL4、VEGFA、MMP9等10个关键基因。左金丸抗Hp感染具有多成分、多靶点、多通路协同作用的特点,可为其活性成分研究和抗Hp药效及机制研究提供依据。

左金丸;幽门螺杆菌;网络药理学;分子机制;信号通路

幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)是一种微需氧型革兰阴性细菌,是目前已知的唯一一种生长于人类胃部的细菌[1]。流行病学研究表明,我国自然人群Hp总感染率为56.22%,其中广东地区Hp感染率最低(42.01%),西藏地区Hp感染率最高(84.62%)[2]。Hp感染已被证实与慢性胃炎、消化性溃疡、胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤、胃癌等多种胃肠疾病的发生发展密切相关,并可通过饮食在人与人之间传播[3]。目前,抗Hp感染是防治多种消化性系统疾病的重要指征和有效途径,方案首选铋剂四联疗法。但四联疗法存在靶向性单一、不良反应大、患者个体差异大(依从性差)等缺点,Hp对抗生素的耐药性增高已成为Hp根除率下降及根除失败的主要原因[4]。此外,我国作为Hp感染率较高的国家,有研究表明,Hp对克拉霉素和甲硝唑等抗生素的原发耐药率和多重耐药率逐年上升[5]。中医药凭借其多成分、多靶点、多通路的协同调节效应,具有抑菌效果显著及不良反应小等特点,阐明中医药抗Hp可能涉及的分子机制对治疗Hp感染性疾病具有重要的临床意义。

左金丸源于朱丹溪《丹溪心法•火方》,由黄连和吴茱萸组成。本方重用黄连,苦寒清热泻火,主入心、肝、胃经;少佐吴茱萸,辛热以制黄连之寒,以止痛、止呕见长,主入足厥阴肝经。两药相伍,具有清肝泻火、和胃止痛的功效,是治疗肝火犯胃证的中医经典方剂之一。本方临床应用广泛,常用于治疗急慢性胃炎、功能性胃肠疾病、反流性食管炎、消化性溃疡等属肝火犯胃者。药理研究表明,左金丸抑杀Hp效果显著,同时具有调节胃肠动力、抑制胃酸分泌、抗溃疡、镇痛、抗炎等作用[6]。目前左金丸抗Hp感染的药效物质基础和作用机制尚未完全阐明。网络药理学和生物信息学作为药物研究的新策略,基于“药物-靶点-疾病”相互作用网络,探究药物与疾病的关联性。其整体性、系统性的特点与中医整体观、辨证论治、组方配伍的原则不谋而合[7]。本研究采用网络药理学和生物信息学方法,对左金丸多成分、多靶点、多通路的特点进行分析,以探究其治疗Hp感染的分子网络调控机制,旨在为其临床应用于Hp相关性溃疡等疾病的治疗提供依据。

1 方法

1.1 左金丸化学成分筛选

通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP,http://5th.tcmspw.com/tcmsp.php),分别以“黄连”和“吴茱萸”为关键词,检索其全部化学成分数据。根据各化学成分的吸收、分布、代谢及排泄(ADME)参数,将药物口服生物利用度(OB)≥30%和类药性(DL)≥0.18设置为筛选条件[8],获得左金丸中活性较高的化学成分。

1.2 左金丸作用靶点预测和成分-靶点网络构建

通过TCMSP检索左金丸生物活性成分的潜在作用靶点,并结合其他数据库(如TCMID、HIT、NPACT等)查询靶点的基因(蛋白)名称。采用Cytoscape3.7.0软件(http://www.cytoscape.org/)对上述活性成分和靶点之间的关系进行构建与分析,获取左金丸生物活性成分-靶点网络。网络中的节点表示分子和靶蛋白,边表示成分与靶点之间的关系。

1.3 幽门螺杆菌相关疾病靶点检索

以“Helicobacter pylori”为关键词,检索治疗靶点数据库(TTD,http://bidd.nus.edu.sg/group/cjttd/)、遗传关联数据库(GAD,https://geneticassociationdb. nih.gov/)、人类孟德尔遗传在线数据库(OMIM,https://www.omim.org/)、药物基因数据库(PharmGKB,https://www.pharmgkb.org/)、药物银行(DrugBank,https://www.drugbank.ca/)中与Hp感染相关的作用靶点,并删除重复靶点。

1.4 左金丸抗幽门螺杆菌蛋白相互作用网络构建

通过Bisogenet插件和String数据库(https:// string-db.org/)分别构建和分析左金丸生物活性成分-靶点蛋白相互作用(PPI)网络、疾病-靶点PPI网络及上述两者的交集PPI网络。交集PPI网络即为左金丸抗Hp感染的特征性基因。采用Cytoscape3.7.0将上述PPI网络可视化,以初步分析左金丸治疗Hp感染的基因靶点。

1.5 GO功能富集分析

GO分析适用于对各物种的基因和蛋白功能进行限定和描述,其表征包含生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)。本研究采用DAVID6.8数据库(https://david.ncifcrf.gov/)对交集PPI网络中的靶点蛋白进行GO富集分析,以探究左金丸抗Hp感染的相关靶点蛋白在基因功能中的作用。

1.6 KEGG通路富集分析

采用DAVID6.8数据库(https://david.ncifcrf.gov/)对交集PPI网络中的靶点蛋白进行KEGG通路富集分析,以探究左金丸治疗Hp感染的相关靶点蛋白所涉及的信号通路。KEGG通路富集程度以值、富集因子(rich factor)、富集到通路上的基因数目(gene number)为评价指标。其中rich factor指差异表达的基因中位于该通路的基因数量与所有注释基因中位于该通路的基因总数的比值。KEGG通路富集分析结果通过R语言limma包(ggplot2)可视化处理后以气泡图呈现。

1.7 左金丸抗幽门螺杆菌感染关键基因分析

左金丸抗Hp感染的特征性基因网络中连接度高的基因称为hub基因,其对网络的稳定性起重要作用,是基因调控的核心。CytoHubba包含多种对网络中的节点进行排名的拓扑分析方法,故可利用CytoHubba对关键基因(hub基因)进行分析。其中,MCC算法是一种准确度较高的分析方法,被广泛应用于PPI网络中对关键蛋白的预测[9]。采用MCC算法筛选出特征性基因网络中得分前10位的基因,即为左金丸抗Hp感染的关键蛋白靶点。

2 结果

2.1 左金丸生物活性成分

通过TCMSP检索得到48个黄连相关成分和176个吴茱萸相关成分。黄连相关成分中,OB≥30%的有26个,DL≥0.18的有31个;吴茱萸相关成分中,OB≥30%的有106个,DL≥0.18的有47个。综合筛选条件OB≥30%和DL≥0.18,获得左金丸中具有较高活性的化学成分41个。

2.2 左金丸化学成分-靶点网络

通过TCMSP获得左金丸化学成分的潜在作用靶点后,删除重复靶点并剔除无对应人源基因名称的靶点,共得到197个靶点及对应的32个化学成分。具体化学成分及来源见表1。得到的化学成分中有10个黄连相关成分和24个吴茱萸相关成分。其中MOL001454(黄连素)和MOL000098(槲皮素)为两者共有的化学成分。

通过Cytoscape3.7.0软件构建的左金丸化学成分-靶点网络显示,左金丸生物活性成分与作用靶点存在576个不同程度的相互关系。其中对应靶点数目从高到低的前10个活性成分依次为:MOL000098(槲皮素)、MOL000358(β-谷甾醇)、MOL000354(异鼠李素)、MOL002903(R-四氢小檗碱)、MOL003972(1-methyl-2-nonyl-4-quinolone)、MOL004018(吴茱萸酰胺Ⅰ)、MOL003958(吴茱萸碱)、MOL002904(氧化小檗碱)、MOL000785(黄藤素)、MOL001454(黄连素)。靶点对应的化学成分越多,提示该靶点的相对重要性较高。对应化学成分数目从高到低的前10个靶点依次为PTGS2、AR、PTGS1、SCN5A、PARP1、ADRB2、HSP90AB1、RXRA、NOS3、CHRM1,表明这些具有较高重要性。左金丸生物活性成分-靶点PPI网络见图1。

2.3 幽门螺杆菌相关致病基因靶点

通过TTD、GAD、OMIM、PharmGKB、DrugBank数据库分别检索到与Hp相关的已知靶点1、99、53、5、17个,共175个。删除重复基因后,获得142个Hp相关致病靶点。

2.4 左金丸抗幽门螺杆菌感染蛋白相互作用网络

利用Cytoscape3.7.0软件构建和分析左金丸化学成分-靶点PPI网络和Hp相关疾病-靶点PPI网络,并对这2个PPI网络提取交集网络,获得左金丸抗Hp感染的特征性基因。在左金丸化学成分-靶点PPI网络中,有直接或间接与生物活性成分产生作用的靶点1610个,靶点与靶点之间的相互作用关系23 391个。在Hp相关疾病-靶点PPI网络中,有直接或间接与疾病相关的基因靶点663个,靶点与靶点之间的相互作用关系6978个。上述两者的交集PPI网络即为左金丸抗Hp感染的特征性基因网络,该网络包含直接或间接作用的靶点共272个,靶点与靶点之间的关系1636个。

2.5 GO功能富集分析结果

利用DAVID6.8数据库对左金丸治疗Hp感染的特征性基因进行GO富集分析,获得富集分析结果199条。其中,生物过程相关条目152个,主要涉及炎症反应、RNA信号转录、信号传导、调节细胞生长增殖凋亡等方面;细胞学组分相关条目19个,主要涉及细胞核、细胞外基质、蛋白复合物等方面;分子功能相关条目28个,主要涉及细胞因子活性、受体活性、酶活性、ATP结合、DNA结合等方面。GO富集分析结果中各分类-log10值居前10位的条目见图2。

表1 左金丸活性化学成分及来源

TCMSP编码化学成分OB/%DL来源对应靶点数 MOL000098Quercetin(槲皮素)46.430.28黄连、吴茱萸143 MOL000358beta-sitosterol(β-谷甾醇)36.910.75吴茱萸 34 MOL000354Isorhamnetin(异鼠李素)49.600.31吴茱萸 32 MOL002903(R)-Canadine(R-四氢小檗碱)55.370.77黄连 30 MOL0039721-methyl-2-nonyl-4-quinolone48.420.20吴茱萸 22 MOL004018GoshuyuamideⅠ(吴茱萸酰胺Ⅰ)83.190.39吴茱萸 21 MOL003958Evodiamine(吴茱萸碱)86.020.64吴茱萸 20 MOL002904Berlambine(氧化小檗碱)36.680.82黄连 19 MOL000785Palmatine(黄藤素)64.600.65黄连 17 MOL001454berberine (黄连素)36.860.78黄连、吴茱萸 16 MOL004019GoshuyuamideⅡ(吴茱萸酰胺Ⅱ)69.110.43吴茱萸 16 MOL002662rutaecarpine (吴茱萸次碱)40.300.60吴茱萸 15 MOL003943Rutalinidine40.890.22吴茱萸 15 MOL0039641-methyl-2-undecyl-4-quinolone47.590.27吴茱萸 14 MOL004014Evodiamide(穆茱萸酰胺)73.770.28吴茱萸 14 MOL0039571-methyl-2-pentadecyl-4-quinolone44.520.46吴茱萸 13 MOL002894Berberrubine(小檗红碱)35.740.73黄连 12 MOL003956Dihydrorutaecarpine(二氢吴茱萸次碱)42.270.60吴茱萸 12 MOL0039601-(5,7,8-trimethoxy-2,2-dimethylchromen-6-yl)ethanone30.390.18吴茱萸 12 MOL003963Hydroxyevodiamine(羟基吴茱萸碱)72.110.71吴茱萸 12 MOL003974Evocarpine(吴茱萸卡品碱)48.660.36吴茱萸 11 MOL004025N-(2-Methylaminobenzoyl)tryptamine56.960.26吴茱萸 11 MOL002897Epiberberine(表小檗碱)43.090.78黄连 10 MOL001458Coptisine(硫酸黄连碱)30.670.86黄连 9 MOL0039471-methyl-2-[(Z)-pentadec-10-enyl]-4-quinolone48.450.46吴茱萸 8 MOL004020Gossypetin(棉花素)35.000.31吴茱萸 8 MOL002668Worenine(甲基黄连碱)45.830.87黄连 6 MOL0039882-Hydroxy-3-formyl-7-methoxycarbazole83.080.18吴茱萸 6 MOL004021Gravacridoneshlirine63.730.54吴茱萸 6 MOL0040046-OH-Luteolin46.930.28吴茱萸 5 MOL000622Magnograndiolide(广玉兰内酯)63.710.19黄连 4 MOL000359Sitosterol(β-谷甾醇)36.910.75吴茱萸 3

注:浅紫色为黄连相关成分,深紫色为吴茱萸相关成分,蓝色为对应靶点

图2 左金丸抗Hp感染特征性基因GO功能富集分析

2.6 KEGG通路富集分析结果

利用DAVID6.8数据库对交集PPI网络中的靶点蛋白进行KEGG通路富集分析,共获得65条富集结果。根据值判断可靠性,筛选前30条信号通路。①与细胞增殖、分化和凋亡相关的通路有12条:Jak-STAT信号通路(Jak-STAT signaling pathway)、HIF-1信号通路(HIF-1 signaling pathway)、PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)、细胞周期(Cell cycle)、Wnt信号通路(Wnt signaling pathway)、FoxO信号通路(FoxO signaling pathway)、神经营养因子信号通路(Neurotrophin signaling pathway)、p53信号通路(p53 signaling pathway)、Hippo信号通路(Hippo signaling pathway)、黏着斑(Focal adhesion)、细胞黏附分子(Cell adhesion molecules)、黏附连结(Adherens junction);②与炎症反应相关的通路有8条:T细胞受体信号通路(T cell receptor signaling pathway)、细胞因子-细胞因子受体相互作用(Cytokine-cytokine receptor interaction)、NOD样受体信号通路(NOD-like receptor signaling pathway)、炎症性肠病(Inflammatory bowel disease)、同种异体移植物排斥反应通路(Allograft rejection)、HTLV-I感染(HTLV-I infection)、肠道免疫网络IgA生产(Intestinal immune network for IgA production)、原发性免疫缺陷(Primary immunodeficiency);③与癌症相关的通路有7条:癌症的中心碳代谢(Central carbon metabolism in cancer)、结肠直肠癌(Colorectal cancer)、癌症中的蛋白多糖(Proteoglycans in cancer)、癌症通路(Pathways in cancer)、癌症中的转录失调(Transcriptional misregulation in cancer)、基底细胞癌(Basal cell carcinoma)、癌症中的微小RNA(MicroRNAs in cancer);④与其他疾病相关的通路有3条:阿米巴病(Amoebiasis)、沙门氏菌感染(Salmonella infection)、弓形虫病(Toxoplasmosis)。左金丸的生物活性成分可能作用于以上信号通路,达到抗Hp感染的效应,见图3。图中气泡面积大小表示目标基因集中属于这条pathway的基因数量,气泡颜色代表富集显著性,即值的大小。

2.7 左金丸抗幽门螺杆菌感染关键基因

采用Cytohubba对左金丸抗Hp感染的PPI网络进行分析,得到排名前10位的关键基因,分别为CXCL8、IL10、IL4、VEGFA、MMP9、MMP2、TIMP1、IL2、TP53、MYC,见图4。在hub基因中,CXCL8、IL10、IL4、IL2为与炎症相关的基因,在介导炎症反应中起着重要作用;MMP9、MMP2参与了血管形成、免疫炎症、细胞增殖和凋亡等生理病理过程;TIMP1是可抑制基质金属蛋白酶(MMPs)活性的多基因家族成员之一,对调控MMPs的活性具有重要作用[10];VEGFA为血管内皮生长因子,与血管新生相关;TP53通过抑制细胞生长、诱导细胞凋亡、促进DNA损伤修复等过程抑制肿瘤的发生发展[11];MYC为重要的原癌基因,参与调控肿瘤的增殖、凋亡和迁移[12]。利用CytoHubba对hub基因进行分析,得到相关拓扑参数,见表2。度值(Degree)为网络中某个节点与其他节点的连接数目,节点连接数目越多,度值越大,影响力就越大。hub基因平均度值为62,其中靶点TP53的度值最大,提示hub基因在左金丸抗Hp感染的PPI网络中具有较为关键的作用。

图3 左金丸抗Hp感染特征性基因KEGG通路富集分析

注:颜色深浅表示排名先后

表2 左金丸抗Hp感染的hub基因相关拓扑参数

序号基因名称度值介数最短路径 1CXCL8 62 3 224.95159.87 2IL10 67 3 100.04161.04 3IL4 62 2 461.89157.54 4VEGFA 64 2 905.24161.21 5MMP9 54 997.35154.87 6MMP2 39 791.83146.87 7TIMP1 32 3 535.78140.20 8IL2 6420 426.20157.79 9TP53109 5 816.60186.42 10MYC 72 4 698.82165.87

3 讨论

目前普遍认为,Hp致病过程主要通过细菌毒力因子、宿主和环境因素之间复杂的相互作用调节[13-14]。其感染致病的前提条件是胃内定植。定植因子包括有毒性作用的酶、鞭毛动力、多种毒素及黏附素。如Hp脲酶水解尿素生成的氨可缓解胃内酸性环境,诱导细胞凋亡,促使胃黏膜损伤及溃疡形成。Hp的黏附素还可与宿主细胞及细胞外基质特异性结合,助其在胃内的黏附与定植。Hp重要的毒素因子VacA、CagA及其他致病因子在定植后与宿主相互作用,造成胃肠黏膜局部的炎症反应和免疫反应,导致局部组织损伤,使其更容易受胃酸及胃蛋白酶的侵袭,从而引起胃肠疾病的发生。Hp相关性胃肠疾病以根除Hp、抑制胃酸和保护胃黏膜为主要治疗原则。但随着抗生素滥用,Hp的耐药性日益增加,导致Hp根除率逐渐下降。中医药治疗疾病具有多成分、多靶点、多途径的协同调节效应,其抗菌效果显著、不良反应小等特点使其在治疗Hp感染方面具有一定的优势。

中医学认为,Hp感染引起的胃肠道疾病的病因为邪毒内犯,病机为本虚标实,升降失调[15]。邪毒主要指Hp,本虚主要指脾胃虚弱,标实主要指由邪毒所致的湿热、寒湿、气滞、血瘀、瘀热等。升降失调常导致胃脘胀痛、恶心呕吐、嗳气泛酸等症状。肝气具有疏通畅达全身气机的作用,有助于胃气通降。故肝火犯胃有2种情况:一是肝的疏泄不及,肝气郁久而化火,木不疏土,胃气壅滞,则胃受纳传导失常;二是肝的疏泄太过,阳气亢盛而化火,木旺乘土,胃失和降,胃气上逆,则脏腑功能失调而发病[16]。肝火犯胃证临床可见胃脘痛、反酸嘈杂、口苦、胁痛、口干、舌红等症状。现代研究表明,左金丸具有抑杀Hp、调节胃肠动力、抑制胃酸分泌、抗溃疡和镇痛抗炎等作用。因此,左金丸可用于治疗肝火犯胃型Hp相关性消化性溃疡。

为进一步探究左金丸治疗Hp感染的综合作用机制,本研究通过TCMSP筛选获得左金丸化学成分32个,并在此基础上挖掘出197个靶点和576个关系。槲皮素、异鼠李素、R-四氢小檗碱、黄藤素、黄连素为活性较高的成分,且能同时作用多个靶点。槲皮素是左金丸中对应靶点最多的成分,是一种具有较强抗炎能力的长效抗炎物质,可稳定肥大细胞及保护胃肠道细胞的活性,对炎症和免疫反应具有双向调节作用。槲皮素对树突状细胞还具有免疫抑制作用[17]。异鼠李素具有抗炎、抗凋亡及抗氧化作用。黄藤素与抑制炎症反应密切相关,可抑制疾病部位的炎症因子表达,减少炎症细胞的浸润。黄连素又称小檗碱,是黄连主要化学成分之一,可通过抑制炎症因子的生成和活性发挥抗炎作用;也可通过减少活性氧的生成、清除氧自由基等途径达到抗氧化作用,进而发挥治疗Hp相关性消化性溃疡的作用[18]。此外,黄连素在体内外均有抑杀Hp作用,其机制可能是抑制Hp的转移酶活性,并破坏Hp的定植因子和毒力因子[19]。化学成分-靶点网络中,靶点PTGS2、AR、PTGS1、SCN5A、PARP1等对应多个化学成分,提示左金丸的生物活性成分之间不仅存在紧密的协同关系,而且其作用靶点也在整个疾病进程中发挥重要作用。

采用Cytohubba分析左金丸治疗Hp感染的PPI网络,排名前10的关键基因分别为CXCL8、IL10、IL4、VEGFA、MMP9、MMP2、TIMP1、IL2、TP53、MYC。据此推测,左金丸通过多种成分与这些关键靶点直接或间接相互作用,达到治疗Hp感染的效果。如Hp感染造成胃肠黏膜局部产生炎症反应,导致组织损伤,进而形成溃疡。其中,IL2等促炎因子增多可加重炎症的发展,而IL10、IL4等抗炎因子增多则发挥炎症消除作用[6,20]。左金丸可通过抑制促炎因子和促进抗炎因子释放而减轻炎症反应。MMP9、MMP2属于基质金属蛋白酶家族,有研究表明,左金丸活性成分盐酸小檗碱抑制人胃癌SNU-5细胞迁移的机制与下调MMP1、MMP2、MMP9表达有关[21]。

从KEGG通路富集分析结果可知,左金丸主要通过影响细胞增殖分化和凋亡、炎症反应、癌症等相关通路而发挥抗Hp感染作用。与细胞增殖、分化和凋亡相关的通路主要有Jak-STAT信号通路、HIF-1信号通路等。研究表明,Jak-STAT信号通路参与细胞生长、增殖、分化和免疫调节等生物过程。IL4、IL2、IL10等多种细胞因子刺激信号可诱导激活Jak-STAT信号通路,调节细胞核内特定基因的表达,引发相关细胞反应,该过程与炎症性肠病等多种消化系统疾病的发生发展密切相关[22]。与炎症反应相关的通路主要包括T细胞受体信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用通路等。Hp的致病机制具有炎症特性,调控病变周围的炎症环境对于疾病转归有重要意义。T细胞受体信号通路是将T细胞表面与TCR结合的抗原信号传递至细胞内的重要途径,可直接调节机体免疫而发挥直接杀伤靶细胞、参加免疫应答及产生细胞因子等多种生物学功能。与癌症通路相关的分子机制主要涉及癌症中的蛋白多糖、癌症通路、癌症中的转录失调等。该结果可为左金丸及其单体防治胃癌的研究提供研究思路。与其他疾病相关的研究结果还包括阿米巴病、沙门氏菌感染等,说明疾病之间调控机制相互联系、相互交叉、相互影响。

综上所述,本研究应用网络药理学和生物信息学方法,基于化学成分-基因靶点-信号通路的研究模式,初步探索了左金丸治疗Hp感染的分子网络调控机制。由于数据检索具有主观性,未考虑黄连与吴茱萸的配比、药物剂量选择、给药途径及药物在体内的代谢状况等因素,本课题组后续将开展相应的左金丸抗Hp感染的药效及分子机制实验,进一步验证本研究结果。

[1] GU H. Role of flagella in the pathogenesis of Helicobacter pylori[J]. Curr Microbiol,2017,74(7):863-869.

[2] 张万岱,胡伏莲,萧树东,等.中国自然人群幽门螺杆菌感染的流行病学调查[J].现代消化及介入诊疗,2010,15(5):265-270.

[3] MALFERTHEINER P, MEGRAUD F, O’MORAIN C A, et al. Management of Helicobacter pylori infection - the Maastricht V/Florence Consensus Report[J]. Gut,2017,66(1):6-30.

[4] SAVOLDI A, CARRARA E, GRAHAM D Y, et al. Prevalence of antibiotic resistance in Helicobacter pylori:A systematic review and meta-analysis in World Health Organization regions[J]. Gastroenterology,2018,155(5):1372-1382.

[5] LIU W Z, XIE Y, LU H, et al. Fifth Chinese National Consensus Report on the management of Helicobacter pylori infection[J]. Helicobacter,2018,23(2):e12475.

[6] 周祥羽,岳贺,李春苑,等.左金丸对胃热证大鼠炎症因子、氧化应激因子及凋亡因子的影响[J].中药与临床,2017,8(2):49-52.

[7] 张彦琼,李梢.网络药理学与中医药现代研究的若干进展[J].中国药理学与毒理学杂志,2015,29(6):883-892.

[8] 汝锦龙.中药系统药理学数据库和分析平台的构建和应用[D].杨凌:西北农林科技大学,2015.

[9] CHIN C H, CHEN S H, WU H H, et al. cytoHubba:identifying hub objects and sub-networks from complex interactome[J]. BMC Syst Biol,2014,8(Suppl 4):S11.

[10] PARRISH A R. Matrix metalloproteinases in kidney disease:role in pathogenesis and potential as a therapeutic target[J]. Prog Mol Biol Transl Sci,2017,148:31-65.

[11] McCUBREY J A, LERTPIRIYAPONG K, FITZGERALD T L. Roles of TP53 in determining therapeutic sensitivity, growth, cellular senescence, invasion and metastasis[J]. Adv Biol Regul,2017,63:32-48.

[12] CASEY S C, BAYLOT V, FELSHER D W. The MYC oncogene is a global regulator of the immune response[J]. Blood,2018,131(18):2007- 2015.

[13] KAO C Y, SHEU B S, WU J J. Helicobacter pylori infection:An overview of bacterial virulence factors and pathogenesis[J]. Biomed J,2016,39(1):14-23.

[14] 邹全明.幽门螺杆菌疫苗[J].科技导报,2016,34(13):31-39.

[15] 李瀚旻,严永祥,程思思.幽门螺杆菌的中医治疗与进展[J].中华中医药学刊,2014,32(9):2055-2057.

[16] 赵平,许浚,张铁军,等.“病-证-方-药”结合探析左金丸配伍的科学内涵[J].中国中药杂志,2011,36(23):3380-3385.

[17] LI Y, YAO J, HAN C, et al. Quercetin, inflammation and immunity[J]. Nutrients,2016,8(3):167.

[18] WANG K, FENG X, CHAI L, et al. The metabolism of berberine and its contribution to the pharmacological effects[J]. Drug Metab Rev,2017,49(2):139-157.

[19] ZHANG D, KE L, NI Z, et al. Berberine containing quadruple therapy for initial Helicobacter pylori eradication:An open-label randomized phase Ⅳ trial[J]. Medicine (Baltimore), 2017,96(32):e7697.

[20] 易文,覃鹏飞,石孟琼,等.左金丸合四逆散治疗肝郁脾虚型溃疡性结肠炎疗效及其对血清促炎因子和抗炎因子水平的影响[J].中药药理与临床,2017,33(2):165-167.

[21] 叶乃菁,刘宣,李琦.左金丸及其活性成分抗胃癌的实验研究进展[J].中华中医药杂志,2014,29(4):1162-1164.

[22] COSKUN M, SALEM M, PEDERSEN J, et al. Involvement of JAK/STAT signaling in the pathogenesis of inflammatory bowel disease[J]. Pharmacol Res,2013,76(1):1-8.

Study on Molecular Network Regulation Mechanism ofPills Against Helicobacter Pylori Infection

CHEN Xinyi1,2, ZENG Meiyan2, SONG Houpan1,2, CHEN Xiaojuan1,2, LIN Ye1,2, CAI Xiong1, YU Rong2, PENG Qinghua1

To study the molecular network regulation mechanism ofPills against Helicobacter pylori (Hp) infection based on network pharmacology and bioinformatics.By searching all the components ofPills in TCMSP, the possible active components and targets were screened and predicted. The targets related to Hp infection were selected in 5 major disease databases, and then the interaction network between component targets and disease targets was constructed to obtain the characteristic gene ofPills against Hp infection. GO functional enrichment and KEGG pathway enrichment analysis were performed on the above characteristic genes through DAVID6.8 database. Cytohubba was used to screen the key anti-Hp targets ofPills.Totally 32 active components and 197 action targets ofPills were screened and predicted by TCMSP. A total of 199 enrichment results were obtained by GO analysis, including 152 biological process of inflammatory response, RNA signal transcription and signal transduction, 19 cellular components of nucleus, extracellular matrix and protein complexes, and 28 molecular function of cytokine activity, DNA binding and ATP binding. KEGG analysis showed that 65 signaling pathways, such as Jak-STAT signaling pathway, T cell receptor signaling pathway, cell cycle signaling pathway and Wnt signaling pathway, were closely related to anti-Hp infection ofPills. 10 key genes such as CXCL8, IL10, IL4, VEGFA and MMP9 were screened by Cytohubba.Pills have the characteristics of multi-components, multi-targets, and integral regulation for the treatment of Hp infection, which can provide basis for the study of active components and efficacy and mechanism of anti-Hp infection.

Pills; Helicobacter pylori; network pharmacology; molecular mechanism; signaling pathway

R259.733;R285

A

1005-5304(2020)05-0090-07

10.3969/j.issn.1005-5304.201905115

国家自然科学基金(81703920);中国博士后科学基金(2019M662790);湖南省自然科学基金(2019JJ50442);湖南省中医药管理局科研一般项目(201780);湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划(2017280、201908);湖南中医药大学校级科研基金(2018XJJJ28);湖南中医药大学青年教师科研基金(201610);湖南中医药大学中医学一流学科开放基金(2018ZYX20)

宋厚盼,E-mail:hpsong2015@126.com

(2019-05-08)

(2019-06-18;编辑:陈静)

猜你喜欢

金丸吴茱萸黄连
杨云中
说说三个“金丸”的功效和特点
黄连、黄连-生地配伍中5种生物碱在正常、抑郁大鼠中体内药动学的比较
大花吴茱萸果实化学成分及其生物活性
黄连解毒汤对SAM-P/8小鼠行为学作用及机制初探
UPLC-Q-TOF-MS法分析吴茱萸化学成分
黄连和大黄联合头孢他啶体内外抗菌作用
左金丸及其加味药在消化系统疾病防治中的研究进展*
大黄黄连泻心汤加味治疗胃癌癌前病变30例
吴茱萸敷腹治疗婴幼儿腹泻及护理69例